CAN總線在行車安全上的應(yīng)用與檢修

1 CAN 總線在行車記錄儀上的應(yīng)用
行車記錄儀的兩大部分是計算機終端的數(shù)據(jù)分析軟件和行車記錄儀的主機。主機部分的主要功能是對車輛在行駛時數(shù)據(jù)的采集、記錄和存儲，是記錄儀的核心部分。相比于傳統(tǒng)的行車記錄儀，由于需要采樣的信號繁多，加之信號采集難度也較大，需要很多的連接線。為了保證信號采集的準確性，還需要經(jīng)過濾波電路和放大電路對采集到的信號進行處理，整個過程相當復(fù)雜。如果各個處理電路之間的電氣特性不匹配，這就嚴重影響了記錄儀信號采集的準確性，甚至還會影響到汽車其他系統(tǒng)間的協(xié)調(diào)。
CAN 總線一方面不會影響其他系統(tǒng)的正常工作，因為汽車行駛記錄儀直接通過接口從CAN 總線上獲取相應(yīng)的信號；另一方面，CAN 總線的數(shù)據(jù)傳遞可靠性很高，這保障了數(shù)據(jù)的準確性。根據(jù)CAN 總線是一種多主總線的這一特點，可通過作為一個節(jié)點的形式將汽車行駛記錄儀接到汽車CAN 網(wǎng)絡(luò)中。從理論上來說，系統(tǒng)的復(fù)雜性越高，所需設(shè)置的主節(jié)點越多。在汽車CAN 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中與計算機終端采用主節(jié)點、從節(jié)點的設(shè)置方式。
多數(shù)簡單系統(tǒng)中都只有一個主節(jié)點，相關(guān)數(shù)據(jù)由主節(jié)點向從節(jié)點傳遞，從節(jié)點根據(jù)地址判斷該數(shù)據(jù)是否接收，向主節(jié)點發(fā)出應(yīng)答信號。根據(jù)數(shù)據(jù)處理，從節(jié)點完成不同的功能，例如數(shù)字量、模擬量輸入輸出、驅(qū)動器等。這些工作主要是根據(jù)主節(jié)點發(fā)出的信號來完成的，并能實現(xiàn)接收和上傳數(shù)據(jù)等通信功能。CAN 接口電路原理框圖如圖1 所示。

圖1 CAN 接口電路原理框圖
CAN 總線的應(yīng)用，使得汽車行駛記錄儀對信號的采樣系統(tǒng)被簡化，降低了對微處理器的性能要求，同時提高了行駛記錄儀的穩(wěn)定性。在RS232 通信節(jié)點中可以建立多點遠程通信，這一設(shè)計使其硬件和軟件上都有所創(chuàng)新，使記錄儀在安裝時更方便，具有很強的可移植性和擴充性以及很好的性價比。因此，也會有較好的市場前景。
2 CAN 總線在ABS 上的應(yīng)用
ABS 是一種主動安全裝置。現(xiàn)在的ABS 基本都是電子式制動系統(tǒng)。其功能就是在車輪面臨即將抱死狀態(tài)時，降低制動力，而當車輪沒到這個臨界值時又增加制動力，如此反反復(fù)復(fù)地動作，使制動效果達到。運用現(xiàn)在的CAN 總線技術(shù)可優(yōu)化如圖2 所示。

圖2 ABS 控制節(jié)點系統(tǒng)圖
在ABS 上增設(shè)一個總線智能節(jié)點，內(nèi)置一個單片機控制芯片，這樣就可以增強系統(tǒng)的實用性和靈活性。
因為ABS 是在緊急剎車情況下作用，在速度和時間上要求非常高，根據(jù)CAN 總線的實時性與穩(wěn)定性，可大大提高制動效果。減少通信時間，縮短制動距離，在安全方面提供更高的保證。
3 CAN 總線的故障檢修
一般診斷步驟：
（1）了解該車型的多路傳輸系統(tǒng)特點；
（2）汽車多路傳輸系統(tǒng)的功能；
（3）檢查汽車電源系統(tǒng)是否正常；
（4）檢查汽車多路傳輸系統(tǒng)的鏈路是否正常（替換法、跨線法）；
（5）如果是節(jié)點故障，只能采用替換法進行檢測示例。
例：三個控制單元組成CAN 總線系統(tǒng)檢測步驟如圖3 所示，CAN 總線有一條數(shù)據(jù)線短路，先將故障診斷儀接入，讀取其故障碼；用萬用表測量模塊供電搭鐵是否正常和數(shù)據(jù)線導(dǎo)通性、有無對地短路、有無正電短路、終端電阻是否正常等。

圖3 三個控制單元組成的CAN 總線
用示波器測量數(shù)據(jù)線運行的數(shù)據(jù)信號是否正常；如果信號波形不正常，又沒發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)短路、斷路等故障時，可用排除法或者代換法進行節(jié)點故障診斷。
4 故障診斷儀的使用
（1）診斷儀讀取：通過故障診斷儀器的功能測量數(shù)據(jù)塊模塊中可得到以下信息：控制單元之間的CAN 通信狀態(tài)。CAN 工作狀態(tài)類型可分為“單線”或“雙線”。從另一個控制單元的CAN 輸入信號。
（2）診斷儀故障查詢：當車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時自診斷系統(tǒng)能識別的故障有一條或兩條數(shù)據(jù)線斷路；兩條數(shù)據(jù)線在同時斷路；數(shù)據(jù)線對地短路或?qū)φ龢O短路；一個或多個電子控制單元有故障。
5 汽車示波器的使用
示波器檢測波形有以下五種：
a 幅值：電子信號在某一時間點上的即時電壓。
b 頻率：電子信號在循環(huán)的兩個事件之間的時間為周期，頻率為周期的倒數(shù)，即一般指每秒的循環(huán)數(shù)。
c 脈沖寬度：電子信號高電頻所占總時間長度的比例或占空比。
d 形狀：電子信號的外形特征，包括其曲線、輪廓和上升沿、下降沿等。
e 陣列：通過排列組合的方式進行數(shù)據(jù)傳遞，通過某種順序組成專門信息信號的重復(fù)方式。
數(shù)字存儲式示波器用雙通道對CAN- BUS 總線進行測量，通過對示波器波形的分析可以很容易發(fā)現(xiàn)故障。
6 總結(jié)
隨著汽車行業(yè)的快速發(fā)展，汽車上也會越來越多地運用電
子網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)。由于早期汽車線束復(fù)雜、凌亂、沉重，CAN 總線技術(shù)的*性將會被廣泛地應(yīng)用在各大控制系統(tǒng)中。如發(fā)動機控制系統(tǒng)、燈光控制系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、電動門窗控制系統(tǒng)、ABS 控制系統(tǒng)和行車記錄儀等。傳統(tǒng)的每個控制模塊都有自己的信號傳輸線，而CAN 總線技術(shù)可以大大地優(yōu)化這種結(jié)構(gòu)，把各個模塊連接到一起組成一個網(wǎng)絡(luò)。每個子系統(tǒng)通過控制器與主機或其他子系統(tǒng)進行通信。這種通信方式結(jié)構(gòu)簡單，速率較快，將會被更廣泛應(yīng)用。